1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Кристаллография
  4. T. 68, № 5, 2023

Кристаллография, 2023, T. 68, № 5, стр. 677-696

Акустооптическое взаимодействие в двуосных кристаллах

В. Я. Молчанов 1, *, М. И. Купрейчик 1, 2, Н. Ф. Науменко 1, А. И. Чижиков 1, К. Б. Юшков 1, С. И. Чижиков 1

1 Университет науки и технологий МИСиС
Москва, Россия

2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Москва, Россия

* E-mail: aocenter@misis.ru

Поступила в редакцию 16.12.2022
После доработки 15.05.2023
Принята к публикации 10.07.2023

Аннотация

Акустооптическое (АО) взаимодействие в оптически двуосных кристаллах представляет большой интерес благодаря разнообразию геометрий фазового синхронизма, обусловленному низкой симметрией акустических, оптических и фотоупругих свойств. Описано современное состояние исследований в области акустооптики двуосных кристаллов. Рассмотрены некоторые перспективные двуосные кристаллы орторомбической и моноклинной систем, представляющие практический интерес для создания АО-устройств. Проанализированы уникальные геометрии изотропной и анизотропной дифракции, существующие только в двуосных кристаллах, и приведен краткий обзор АО-приборов, созданных на основе таких кристаллов.

Список литературы

  1. Dixon R.W. // IEEE J. Quant. Electron. 1967. V. QE-3. P. 85. https://doi.org/10.1109/JQE.1967.1074447

  2. Harris S.E., Wallace R.W. // J. Opt. Soc. Am. 1969. V. 59. P. 744. https://doi.org/10.1364/JOSA.59.000744

  3. Uchida N. // IEEE. J. Quant. Electron. 1971. V. QE-7. P. 160. https://doi.org/10.1109/JQE.1971.1076617

  4. Балакший В.И., Волошинов В.Б., Парыгин В.Н. // Радитехника и электроника. 1971. Т. 16. С. 2226.

  5. Леманов В.В., Шакин О.В. // ФТТ. 1972. Т. 14. № 1. С. 229.

  6. Chang I.C. // Appl. Phys. Lett. 1974. V. 25. P. 370. https://doi.org/10.1063/1.1655512

  7. Yano T., Kawabuchi M., Fukumoto A., Watanabe A. // Phys. Lett. 1975. V. 26. P. 689. https://doi.org/10.1063/1.88037

  8. Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. // Квантовая электроника. 1975. Т. 2. С. 318.

  9. Pinnow D.A., Dixon R.W. // Appl. Phys. Lett. 1968. V. 13. P. 156. https://doi.org/10.1063/1.1652551

  10. Ohmachi Y., Uchida N. // J. Appl. Phys. 1971. V. 42. P. 521. https://doi.org/10.1063/1.1660055

  11. Писаревский Ю.В., Сильвестрова И.М. // Кристаллография. 1973. Т. 18. С. 1003.

  12. Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики. М.: МИСиС, 2000. 432 с.

  13. Nikogosyan D.N. Nonlinear Optical Crystals: A Complete Survey. Berlin: Springer, 2005. 427 p.

  14. Papadakis E.P. // J. Acoust. Soc. Am. 1964. V. 36. P. 414. https://doi.org/10.1121/1.1918972

  15. Bergstein R., Zachos T. // J. Opt. Soc. Am. 1966. V. 56. P. 931. https://doi.org/10.1364/JOSA.56.000931

  16. Ogg N.R. // J. Phys. A. 1971. V. 4. P. 382. https://doi.org/10.1088/0305-4470/4/3/016

  17. Fleck J.A., Feit M.D. // J. Opt. Soc. Am. 1983. V. 73. P. 920. https://doi.org/10.1364/JOSA.73.000920

  18. Schaefer Cl., Bergmann L. // Naturwissenschaften. 1934. V. 22. P. 41.

  19. Cohen M.G. // J. Appl. Phys. 1967. V. 38. P. 3821. https://doi.org/10.1063/1.1709024

  20. Хаткевич А.Г. // Акуст. журн. 1978. Т. 24. С. 108.

  21. Науменко Н.Ф., Переломова Н.В., Бондаренко В.С. // Кристаллография. 1983. Т. 28. С. 607.

  22. Naumenko N.F., Chizhikov S.I., Molchanov V.Ya., Yushkov K.B. // Proc. 2013 Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium. Prague, 21–25 July 2013. P. 500. https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2013.0130

  23. Yushkov K.B., Naumenko N.F. // J. Opt. 2021. V. 60. P. 095602. https://doi.org/10.1088/2040-8986/ac15e7

  24. Федоров Ф.И. Теория упругих волн в кристаллах. М.: Наука, 1965. 386 с.

  25. Баранский К.Н. Физическая акустика кристаллов. М.: МГУ, 1991. 143 с.

  26. Альшиц В.И., Лоте Е. // Кристаллография. 1979. Т. 24. С. 683.

  27. Ledbetter H.M., Kriz R.D. // Phys. Status Solidi. B. 1982. V. 114. P. 475. https://doi.org/10.1002/pssb.2221140221

  28. Boulanger Ph., Hayes M. // Proc. Roy. Soc. A. London. 1998. V. 454. P. 2323. https://doi.org/10.1098/rspa.1998.0260

  29. Alshits V.I., Lothe J. // Wave Motion. 2004. V. 40. P. 297. https://doi.org/10.1016/j.wavemoti.2004.02.004

  30. Ohmachi Y., Uchida N., Niizeki N. // J. Acoust. Soc. Am. 1972. V. 51. P. 164. https://doi.org/10.1121/1.1912826

  31. Буров В.А., Волошинов В.Б., Дмитриев К.В., Поликарпова Н.В. // УФН. 2011. Т. 181. С. 1205.

  32. Naumenko N.F., Yushkov K.B., Molchanov V.Ya. // Eur. Phys. J. Plus. 2021. V. 136. P. 95. https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-01072-0

  33. Кессених Г.Г., Шувалов Л.А. // Кристаллография. 1976. Т. 21. С. 1022.

  34. Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya., Naumenko N.F., Yushkov K.B. // Proc. SPIE. 2020. V. 11486. P. 114860B. https://doi.org/10.1117/122571483

  35. Альшиц В.И., Шувалов А.Л. // Кристаллография. 1984. Т. 29. С. 629.

  36. Альшиц В.И., Любимов В.Н. // УФН. 2013. Т. 183. С. 1123.

  37. Kastelik J.-C., Gazalet M.G., Bruneel C., Bridoux E. // J. Appl. Phys. 1993. V. 74. P. 2813. https://doi.org/10.1063/1.354631

  38. Балакший В.И., Манцевич С.Н. // Акуст. журн. 2012. Т. 58. С. 600.

  39. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир, 1987. 616 с.

  40. Альшиц В.И., Любимов В.Н., Радович А., Шувалов Л.А. // Кристаллография. 2001. Т. 46. С. 519.

  41. Белый В.Н., Кулак Г.В., Крох Г.В., Шакин О.В. // Журн. прикл. спектроск. 2016. Т. 83. С. 305.

  42. Kupreychik M.I., Yushkov K.B. // J. Opt. Soc. Am. B. 2022. V. 39. P. 3169. https://doi.org/10.1364/JOSAB.466252

  43. Федоров Ф.И. Теория гиротропии. Минск: Наука и техника, 1976. 456 с.

  44. Uchida N., Miyazawa S., Ninomiya K. // J. Opt. Soc. Am. 1970. V. 60. P. 1375. https://doi.org/10.1364/JOSA.60.001375

  45. Gottlieb M., Isaacs T.J., Feichtner J.D., Roland G.W. // J. Appl. Phys. 1974. V. 45. P. 5145. https://doi.org/10.1063/1.1663207

  46. Gottlieb M., Singh N.B., Hopkins R.H., Mazelsky R. // Opt. Eng. 1994. V. 33. P. 2503. https://doi.org/10.1117/12.176513

  47. Goutzoulis A., Gottlieb M., Davies K., Kun Z. // Appl. Opt. 1985. V. 24. P. 4183. https://doi.org/10.1364/AO.24.004183

  48. Martynyuk-Lototska I., Roman I., Gomonnai O. et al. // Acta Acust. United Acust. 2018. V. 104. P. 956. https://doi.org/10.3813/AAA.919261

  49. Martynyuk-Lototska I., Kushnirevych M., Zapeka B. et al. // Appl. Opt. 2015. V. 54. P. 1302. https://doi.org/10.1364/AO.54.001302

  50. Mytsyk B., Kryvyy T., Demyanyshyn T. et al. // Appl. Opt. 2018. V. 57. P. 3796. https://doi.org/10.1364/AO.57.003796

  51. Kityk A., Zadorozhna A., Shchur Ya. et al. // Phys. Status Solidi. B. 1998. V. 210. P. 35. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3951(199811)210:1<35::AID-PSSB35>3.0.CO;2-9

  52. Kaidan M., Zadorozhna A., Andrushchak A. et al. // Appl. Opt. 2002. V. 41. P. 5341. https://doi.org/10.1364/AO.41.005341

  53. Martynyuk-Lototska I., Dudok T., Vlokh R. // Ferroelectrics. 2007. V. 351. P. 105. https://doi.org/10.1080/00150190701353986

  54. Kityk A., Zadorozhna A., Shchur Ya. et al. // Aust. J. Phys. 1998. V. 51. P. 943. https://doi.org/10.1071/P98037

  55. Martynyuk-Lototska I., Trach I., Girnyk I. et al. // Ferroelectrics. 2006. V. 377. P. 219. https://doi.org/10.1080/00150190600717018

  56. Kato K. // IEEE J. Quantum Electron. 1990. V. 26. P. 1173. https://doi.org/10.1109/3.59655

  57. Wang Y., Jiang Y.J., Liu Y.L. et al. // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 67. P. 2462. https://doi.org/10.1063/1.114608

  58. Zubrinov I.I., Sapozhnikov V.K., Pylneva N.A., Atuchin V.V. // Ceram. Int. 2004. V. 30. P. 1675. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2003.12.155

  59. Мильков М.Г., Волошинов В.Б., Исаенко Л.И., Веденяпин В.Н. // Вестн. МГУ. Сер. 3. Физика. Астраномия. 2018. С. 84.

  60. Porokhovnichenko D., Dyakonov E., Kuznetsov S. et al. // Opt. Lett. 2020. V. 45. P. 3435. https://doi.org/10.1364/OL.393737

  61. Пороховниченко Д.Л., Дьяконов Е.А., Волошинов В.Б. и др. // Докл. РАН. 2017. Т. 476. С. 276.

  62. Gao Z., Wu Q., Liu X. et al. // Opt. Express. 2015. V. 23. P. 3851. https://doi.org/10.1364/OE.23.003851

  63. Lui F., Gao Z., Li G. et al. // IEEE Photon. Technol. Lett. 2021. V. 33. P. 445. https://doi.org/10.1109/LPT.2021.3064231

  64. Zhang W., Yu H., Cantwell J. et al. // Chem. Mater. 2016. V. 28. P. 4483. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b01756

  65. Мильков М.Г. Сухарев В.А., Великовский Д.Ю. // Тр. XVII Всерос. школы-семинара физика и применение микроволн имени А.П. Сухорукова. 2019. С. 9.

  66. Беликова Г.С., Беляев Л.М., Головей М.И. и др. // Кристаллография. 1974. Т. 19. С. 566.

  67. Есаян С.Х., Багдасаров Х.С., Леманов В.В. и др. // ФТТ. 1974. Т. 16. С. 143.

  68. Sapriel J., Vacher R. // J. Appl. Phys. 1978. V. 48. P. 1191. https://doi.org/10.1063/1.323757

  69. Мильков М.Г., Волнянский М.Д., Антоненко А.М., Волошинов В.Б. // Акуст. журн. 2012. Т. 28. С. 206.

  70. Marinova V., Veleva M. // Opt. Mater. 2002. V. 19. P. 329. https://doi.org/10.1016/S0925-3467(01)00234-8

  71. Biegelsen D.K., Chen T., Zesch J.C. // J. Appl. Phys. 1975. V. 46. P. 941. https://doi.org/10.1063/1.321620

  72. Каминский А.А., Константинова А.Ф., Орехова В.П. и др. // Кристаллография. 2001. Т. 46. С. 733.

  73. Petrov V., Cinta Pujol M., Mateos X. et al. // Laser Photon. Rev. 2007. V. 1. P. 179. https://doi.org/10.1002/lpor.200710010

  74. Buganov O.V., Grabtchikov A.S., Malakhov Y.I. et al. // Laser. Phys. Lett. 2012. V. 9. P. 786. https://doi.org/10.7452/lapl.201210084

  75. Mateos X., Loiko P., Serres J.M. et al. // IEEE J. Quantum Electron. 2017. V. 53. P. 1700110. https://doi.org/10.1109/JQE.2017.2681626

  76. Mazur M.M., Velikovskiy D.Yu., Mazur L.I. et al. // Ultrason. 2014. V. 54. P. 1311. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2014.01.009

  77. Loiko P., Segonds P., Inacio P.L. et al. // Opt. Mater. Express. 2016. V. 6. P. 2984. https://doi.org/10.1364/OME.6.002984

  78. Mazur M.M., Mazur L.I., Pozhar V.E. // Phys. Proc. 2015. V. 70. P. 741. https://doi.org/10.1364/OL.44.004837

  79. Мазур М.М., Мазур Л.И., Пожар В.Э. // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41 (5). С. 91.

  80. Mazur M.M., Mazur L.I., Pozhar V.E. // Ultrason. 2015. V. 73. P. 231. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2016.08.008

  81. Чижиков А.И., Науменко Н.Ф., Юшков К.Б. и др. // Квантовая электроника. 2021. Т. 51. С. 343.

  82. Yushkov K.B., Naumenko N.F., Molchanov V.Ya. // Materials. 2022. V. 15. P. 8183. https://doi.org/10.3390/ma15228183

  83. Haertle D., Guarino A., Hajfler J. et al. // Opt. Express. 2005. V. 13. P. 2047. https://doi.org/10.1364/OPEX.13.002047

  84. Yevych R., Perechinskii S., Grabar A. et al. // Cond. Matt. Phys. 2003. V. 6. P. 315. https://doi.org/10.5488/CMP.6.2.315

  85. Mys O., Martynyuk-Lototska I., Grabar A. et al. // Ferroelectrics. 2007. V. 352. P. 171. https://doi.org/10.1080/00150190701358290

  86. Martynyuk-Lototska I., Mys O., Grabar A. et al. // Appl. Opt. 2008. V. 47. P. 52. https://doi.org/10.1364/AO.47.000052

  87. Martynyuk-Lototska I., Mys O., Zapeka B. et al. // Appl. Opt. 2014. V. 53. P. B103. https://doi.org/10.1364/AO.53.00B103

  88. Mys O., Martynyuk-Lototska I., Kostruba A. et al. // Ukr. J. Phys. Opt. 2013. V. 14. P. 210. https://doi.org/10.3116/16091833/14/4/210/2013

  89. Zhang W., Tao X., Zhang C. et al. // Cryst. Growth Design. 2007. V. 8. P. 304. https://doi.org/10.1021/cg700755p

  90. Gao Z., Tao X., Yin X. et al. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 93. P. 252906. https://doi.org/10.1063/1.3055607

  91. Wu Q., Gao Z., Tian X. et al. // Opt. Express. 2017. V. 25. P. 24893. https://doi.org/10.1364/OE.25.024893

  92. Oliveira J.E.B., Adler E.L. // Electron. Lett. 1990. V. 26. P. 931. https://doi.org/10.1049/el:19900608

  93. Molchanov V.Ya., Yushkov K.B., Kostryukov P.V. et al. // Opt. Laser Technol. 2021. V. 142. P. 107220. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107220

  94. Kusters J., Wilson D., Hammond D. // J. Opt. Soc. Am. 1974. V. 64. P. 434. https://doi.org/10.1364/JOSA.64.000434

  95. Волошинов В.Б., Мишин Д.Д., Молчанов В.Я. // Письма в ЖТФ. 1992. Т. 18 (2). С. 33.

  96. Chang I.C. // Electron. Lett. 1992. V. 28. P. 1255. https://doi.org/10.1049/el:19920793

  97. Yushkov K.B. // Appl. Opt. 2021. V. 60. P. 7113. https://doi.org/10.1364/AO.427199

  98. Kupreychik M.I., Balakshy V.I., Mantsevich S.N. // Proc. 25th Intl. Conf. “WECONF 2020”. St. Petersburg, 1–5 June 2020. https://doi.org/10.1109/WECONF48837.2020.9131520

  99. Kupreychik M.I., Balakshy V.I., Pozhar V.E. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2091. P. 012010. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2091/1/012010

  100. Balakshy V.I., Kostyuk D.E. // Appl. Opt. 2009. V. 48. P. C24. https://doi.org/10.1364/AO.48.000C24

  101. Котов В.М. // ЖТФ. 1999. Т. 69 (1). С. 131.

  102. Котов В.М. Акустооптика. Брэгговская дифракция многоцветного излучения. М.: Янус-К, 2016. 286 С.

  103. Tchernyatin A.Yu. // Proc. SPIE. 2005. V. 5953. P. 53530U. https://doi.org/10.1117/12.622291

  104. Мазур М.М., Мазур Л.И., Пожар В.Э. и др. // Квантовая электроника. 2017. Т. 47. С. 661.

  105. Pushkin A.V., Mazur M.M., Sirotkin A.A. et al. // Opt. Lett. 2019. V. 44. P. 4837. https://doi.org/10.1364/OL.44.004837

  106. Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Naumenko N.F. et al. // Proc. SPIE. 2019. V. 10899. P. 1089913. https://doi.org/10.1117/12.2503776

  107. Мазур М.М., Мазур Л.И., Сироткин А.А. и др. // Квантовая электроника. 2020. Т. 20. С. 957.

  108. Chizhikov A.I., Mukhin A.V., Egorov N.A. et al. // Opt. Lett. 2022. V. 47. P. 1085. https://doi.org/10.1364/OL.47451200

  109. Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya., Naumenko N.F., Yushkov K.B. // Proc. 20th Intl. Conf. “Laser Optics 2022”. St. Petersburg, 20–24 June 2022. P. 178. https://doi.org/10.1109/ICLO54117.2022.9840328

  110. Zhang J., Zhang Z., Zhang W. et al. // Chem. Mater. 2011. V. 23. P. 3752. https://doi.org/10.1021/cm2015143

  111. Weiner A.M. Ultrafast optics. John Wiley & Sons, Inc., 2009.

  112. Oksenhendler T., Forget N. // Advances in Solid-State Lasers: Development and Applications, M. Grishin ed. Rijeka, Croatia: InTech, 2021.

  113. Молчанов В.Я., Китаев Ю.И., Колесников А.И. и др. Теория и практика современной акустооптики. М.: МИСиС, 2015. 459 с.

  114. Verluise F., Laude V., Huignard J.-P. et al. // J. Opt. Soc. Am. B. 2000. V. 17. P. 138. https://doi.org/10.1364/JOSAB.17.000138

  115. Molchanov V.Ya., Chizhikov S.I., Makarov O.Yu. et al. // Appl. Opt. 2009. V. 48. P. 118. https://doi.org/10.1364/AO.48.00C118

  116. Coudreau S., Kaplan D., Tournois P. // Opt. Lett. 2006. V. 31. P. 1899. https://doi.org/10.1364/OL.31.001899

  117. Obydennov D.V., Yushkov K.B., Molchanov V.Ya. // Opt. Lett. 2021. V. 46. P. 4494. https://doi.org/10.1364/OL.435485

  118. Yushkov K.B., Kupreychik M.I., Obydennov D.V., Molchanov V.Ya. // J. Opt. 2023. V. 25. P. 014002. https://doi.org/10.1088/2040-8986/aca680

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Кристаллография

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал